快速准确的测量离子迁移数的方法:NMR法

来源:钜大LARGE    2011-06-11 16:42:00    点击量:0

在NMR脉冲场梯度(PFG)实验中,自旋回波信号的振幅M随自扩散系数D,呈指数关系降低的趋势,因此,若保持两个梯度脉冲之间的时间和场梯度脉冲宽度含恒定不变,核的磁旋比,g为梯度场强度;C为常数。通过指数拟合可得自扩散系数,再由阴、阳离子的自扩散系数求得离子的迁移数,对非理想的电解质,其离子的自扩散系数与迁移率之间不符合Einstein方程式,因此上式仅在盐浓度很小时才能获得正确的结论。近年来,研究者使用电泳NMR(ENMR)技术来测定聚合物电解质中离子的迁移数,虽然该法也是以脉冲场梯度来探讨分子运动的,但在同步电场脉冲的回波实验中,它使用NMR信号的相位标记核的位置,由信号的相位移确定核的迁移速率,因而ENMR法实质上是快速的Hittor法。据ENMR法,当恒定的电流/通过测量池时,NMR信号的相位移伊与实验参数之间的关系为式中,A为样品的截面积;c为盐浓度。由尹与J直线的斜率即得了。可见ENMR法不是通过长时间的极化来确定离子迁移数的,并且它能适用于理想和非理想条件下的电解质,因而是一种快速而又准确的测量离子迁移数的方法。
除了上述常用的几种方法之外,还有飞行时间法、电位阶跃法、示踪法和共焦Raman谱法等测定聚合物电解质离子迁移数的方法别。由于每种方法所依据的理论原理不同,因而对相同的体系,不同的方法所得结果可能不同,有时甚至相差很大。总的来讲,Tuhandt法和电动势法是经典的测量方法,稳态电流法以方便使用的特点而广泛采用,ENMR法则具有快捷、准确的特点。